摘要

背景

維生素A過量會抑制骨骼礦化。補充鈣（Ca）可能減輕過量膳食維生素A（VA）的負面影響。

目的

本研究探討了高膳食鈣水平對攝入不同水平膳食VA的豬的骨骼形成和生長的影響，包括美國國家研究委員會（NRC）推薦的攝入量（5-11公斤豬每公斤飼料2,200 IU VA）。

方法

豬在17天時斷奶，并根據(jù)性別、體重和窩別隨機分配到5個處理組（每組12頭）：-VA=Ca（低VA，對照組Ca）；=VA=Ca（NRC對照組）；+VA-Ca（高VA，低Ca）；+VA=Ca（高VA，對照組Ca）；以及+VA+Ca（高VA，高Ca），持續(xù)5周。每周測量體重和飼料攝入量。使用超高效液相色譜法測定血清、肝臟和肝外組織中的VA含量。通過雙能X射線吸收測定法評估股骨的骨密度（BMD）。使用線性效應(yīng)混合模型比較各處理組的結(jié)果。

結(jié)果

體重增長受處理組的影響（P < 0.05），-VA=Ca和+VA+Ca組的體重增長高于+VA-Ca組（分別為0.44 ± 0.039 kg/d和0.44 ± 0.043 kg/d）。-VA=Ca和=VA=Ca組的肝臟VA含量低于0.1 μmol/g。+VA組的平均肝臟VA含量超過3.0 μmol/g，100%的+VA-Ca和+VA+Ca組以及91.7%的+VA=Ca組的空腹視黃酯占血清VA總量的5%以上，均表明存在毒性。+VA+Ca組的血漿鈣和磷濃度高于所有組（P < 0.05），除了+VA=Ca組。BMD在+VA+Ca組最高（0.639 ± 0.048 g/cm2），在+VA-Ca組最低（0.354 ± 0.035 g/cm2，P < 0.0001）。

結(jié)論

按NRC推薦劑量攝入VA5周后，肝臟VA儲存量不足。盡管存在VA毒性，但過量的鈣仍有助于骨骼發(fā)育和體重增長。需要進一步研究以確定豬的VA需求，確保其充足性。

引言

維生素A（VA）對視力、生長、免疫和繁殖至關(guān)重要[1]。維生素A缺乏癥（VAD）和過量攝入都會對哺乳動物的健康產(chǎn)生負面影響[1][2]。肝臟視黃醇濃度低于0.1 μmol/g表示VA缺乏[3]。維生素A過量攝入定義為肝臟VA濃度超過1.0 μmol/g，會導(dǎo)致毒性，其特征是兒童空腹時循環(huán)血清視黃酯（RE）占總VA的5%以上[3][4]。在美國馬薩諸塞州，19-59歲人群中循環(huán)RE占總VA的95百分位數(shù)為11%，60-98歲人群中為13%[5]。在高收入國家，維生素A過量攝入通常由動物源性食品、強化膳食替代品和復(fù)合維生素的使用引起[6]。而在低收入國家，維生素A過量可能是由于多種VA干預(yù)措施（如補充劑、強化和飲食多樣化）同時針對同一人群以減少VAD[6]。在一項美國成人尸體研究中，基于肝臟VA濃度超過1.0 μmol/g，維生素A過量攝入的患病率為33%；在肝臟VA濃度約為3 μmol/g時，有11.1%的個體出現(xiàn)星形細胞肥大[7]。 VAD會導(dǎo)致貧血、干眼癥、肢體協(xié)調(diào)障礙以及脊髓組織病理變化，這是由于腦脊液積聚增加所致[8][9][10][11]。在一項豬的研究中，即使膳食VA含量達到建議攝入量的100倍，也不會影響生長表現(xiàn)[12]。維生素A過量攝入可能導(dǎo)致出血[13]、視力模糊、肢體協(xié)調(diào)障礙、骨折風險增加[14][15]、觸覺敏感度和易怒性增強[16]以及骨骼畸形[17][18]。在大鼠中，VA攝入量增加會抑制鈣（Ca）的吸收，阻礙骨骼礦化過程，最終導(dǎo)致生長受阻和骨折風險增加[19]。 過量的視黃酸會通過占據(jù)核視黃酸X受體來拮抗維生素D（VD）的活性，從而導(dǎo)致功能性VD缺乏[19]。VD的活性形式——骨化三醇會與視黃酸X受體結(jié)合，啟動促進腸道鈣吸收的基因轉(zhuǎn)錄[20]。鈣與磷共同形成羥基磷灰石，為骨骼提供結(jié)構(gòu)強度[20][21]。維生素A過量會改變破骨細胞和成骨細胞的基因表達，減少骨骼礦化，同時增加骨吸收以維持血漿鈣濃度[22]。此外，過量的視黃酸會抑制成骨細胞基因骨保護素的表達，同時上調(diào)核因子κβ配體受體的表達，從而增加其與骨保護素的比率[23]。 橫斷面研究表明，過量攝入VA與骨密度（BMD）降低和骨折風險增加有關(guān)[22][24]。在人類中，以棕櫚酸視黃酯形式攝入VA會降低鈣的吸收，但這種影響可以通過增加VD攝入量來緩解[24]。維生素A過量攝入可能損害骨骼發(fā)育，并是骨質(zhì)疏松的風險因素。增加膳食鈣可能對骨骼產(chǎn)生復(fù)雜影響。目前尚未研究添加鈣以減輕高膳食VA的負面影響的效果。本研究探討了增加膳食鈣對攝入不同水平膳食VA的豬的骨骼結(jié)果的影響。假設(shè)是增加膳食鈣可以減輕維生素A過量對骨骼結(jié)果和生長的負面影響，并保持骨骼完整性。我們評估了生長情況、股骨的BMD、VA狀態(tài)以及血漿中的鈣和磷濃度，還有VD和甲狀旁腺激素（PTH）的水平。選擇豬作為研究對象是因為它們在解剖結(jié)構(gòu)和生理機能上與人類相似[25]。

部分內(nèi)容

豬、研究設(shè)計和飼料

所有程序均獲得了威斯康星大學麥迪遜分校農(nóng)業(yè)與生命科學學院動物護理和使用委員會的批準（協(xié)議A005679）。豬為雜交雌性（蘭德瑞斯×大白）與杜洛克公豬在威斯康星州阿靈頓的豬研究與教學中心交配。雄性豬（n = 30）按照典型的群體管理方案進行了閹割。仔豬（n = 60）在17天時斷奶，并隨機分配到5個處理組（每組12頭）：

飼料攝入量和體重增長

所有分配到各處理組的豬都完成了實驗。直到第4和第5周，各組的平均每日飼料攝入量沒有差異；+VA-Ca組的飼料攝入量低于其他組（P < 0.05（第4周），P < 0.0001（第5周）（圖1A），表明低鈣影響了飼料攝入量。第4周時，-VA=Ca和+VA+Ca組的飼料攝入量高于+VA=Ca組（P = 0.04，P = 0.03）。

討論

與先前的研究相比，本研究表明，維生素A過量在慢性情況下對骨骼和生長的影響比急性或短期情況更為顯著[16][17]。在本研究中，盡管有些組存在VA缺乏和毒性，但血清視黃醇和肝臟VA含量與飼料攝入量、生長和BMD無關(guān)。-VA組的血清視黃醇和肝臟VA含量極低。在=VA處理組中，只有25%的血清視黃醇水平表明存在VAD，但兩組的肝臟...

作者貢獻

作者的職責如下： - CBP：進行研究、分析樣本、數(shù)據(jù)分析并撰寫論文初稿； - CRD：協(xié)助豬的護理并監(jiān)督實驗室分析； - ORV：分析樣本； - BMG：設(shè)計研究并監(jiān)督實驗室和統(tǒng)計分析； - JAH：進行元素分析； - BPK：進行并解釋骨骼分析； - TDC：設(shè)計研究并監(jiān)督豬研究與教學中心的運營和骨骼分析； - SAT：

利益沖突和資金披露

所有作者均聲明與本研究資助機制無利益沖突。

數(shù)據(jù)可用性

數(shù)據(jù)將在CBP的論文所有部分發(fā)表后提供給感興趣的各方。

資助

本研究得到了美國農(nóng)業(yè)部Hatch WI1022808項目的支持（用于豬的研究和數(shù)據(jù)分析），以及美國農(nóng)業(yè)部國家食品與農(nóng)業(yè)研究所2022-09450項目的支持（用于礦物質(zhì)分析）。

支持來源

本研究得到了美國農(nóng)業(yè)部Hatch WI1022808項目的支持（用于豬的研究和數(shù)據(jù)分析），以及美國農(nóng)業(yè)部國家食品與農(nóng)業(yè)研究所2022-09450項目的支持（用于礦物質(zhì)分析）。

利益沖突

作者聲明與本研究無利益沖突。

致謝

作者感謝Nicholas Keuler在統(tǒng)計咨詢方面的幫助，以及Jamie Reichert在組織豬研究方面的協(xié)助。